智测古建筑大有可为

原创 中国测绘学会 中国测绘学会

本文内容摘自《中国测绘》2022年第4期

古建筑，是具有历史意义的民用建筑和公共建筑，是中国传统文化的宝贵遗产。

古建筑测绘，是指运用各种测绘技术手段，对古建筑实体、空间进行量测、再现和表达，是保护、发掘、整理和利用古代优秀建筑遗产的基础环节。

古建筑反映了历史的辉煌，测绘是认识古建筑自身及现状最科学、最深刻的技术方式之一。

运用测量和绘图的技术记录古建筑，是古建筑测绘的根本任务

中国古建筑特殊的木构架结构和独特的单体造型，决定了对其测绘的特殊性，需要针对园林、宫殿、民居、寺庙等不同的建筑类型和殿、堂、厅、门、廊、亭、榭、厅、舫、楼阁、塔、腕、幢、表、坊等不同的建筑形式，分门别类地进行复杂的测绘。古建筑测绘，通过测量，对数据和尺寸进行整理，最后绘制出完整的测绘图纸、模型和测绘报告。现存的古建筑物的造型、结构和实测尺寸的数据,是研究中国古建筑史和建筑理论以及保护中国古建筑的重要资料。重要古建筑的保护和修复，也要求进行精确的测绘工作,以取得较完备的科学记录档案,为古建筑保护和修复提供第一手资料,并且为将来的古建筑研究提供重要数据。

我国古建筑测绘拥有值得发扬光大的优秀传统

1932年到1940年，中国营造学社在山西、山东、河北、河南、陕西、浙江、江苏、云南、四川、西康（中国旧省名）等地开展了大规模古建筑测绘，发现并记录了大量重要的古代建筑遗构，揭示其演变规律及成就，确立了古代建筑研究的科学体系，完成了文物保护观念和思想体系的建构，并为中国古代建筑文化遗产保护事业的发展奠定了坚实基础。朱启钤、梁思成、刘敦桢等众多学者和有关机构对此作出了重要贡献。今年是中国开展古建筑测绘90周年。多年来，我国测绘行业对华夏大地的古建筑测绘进行了大量实践，取得大批精准、宝贵的测绘数据和成果。

多年来，我国古建筑测绘锲而不舍，成果丰硕

国测一大队开展大雁塔变形监测37年，采用经纬仪测边角、水准测量等传统测量手段，进行塔身总体倾斜、塔身轴线变化、塔身挠度监测，以及塔身沉降、塔座及近处地面沉降、环塔路及其半径1千米范围内的地面沉降监测；有关单位对唐长安大明宫含元殿遗址进行的复原测量，取得了突破性的进展，变更了之前史书上的记载；北京建筑工程大学运用三维激光扫描数据处理技术，对北京故宫太和殿进行测绘；清华大学城市规划设计研究院利用三维激光扫描仪，对圆明园九州景区中的碧澜桥残余构件进行了扫描，天津大学建筑学院也采用地面三维激光扫描和无人机对这一建筑群组进行测绘；南方测绘在古建筑保护领域深耕十余年，形成了一整套成熟的古建筑测绘建档、技术实施整体解决方案；有关单位对颐和园佛香阁的精细测量，利用三维激光扫描技术，完成了这座三层四重檐的大型古建筑激光点云数据拼接，给出了科学的数据用以精确监测佛香阁的现存状况。

随着时代的发展和科技的进步，不断更新的测绘地理信息高新科技，广泛应用于我国古建筑测绘。

古建筑测绘广泛使用先进测量仪器和设备开展工作，引进近景摄影测量、计算机制图软件、图像处理软件等现代测绘技术进行测绘，运用地理信息系统对测绘成果数据信息开展管理、应用。

摄影测量作为快速有效获得古建筑信息的方法，能够准确、快速、直观记录建筑的基本特征，可以拍摄整体建筑物，也可以拍摄细部的构件。摄影测量是有思考过程的方式，包括记录建筑物的造型、环境、屋架结构、家具、附属文物等。

通过摄影测量系统，可以得到更多色彩、材质等古建筑的全面信息，但也有拍摄容易受周围环境因素的影响（比如光线、天气情况、周围物体的遮挡等）的弱点。全站仪用于古建筑测绘，被其保存的数据可以直接导入二维图纸编辑软件中，并在同一个坐标系下显示，编辑加工成所需要的图像信息，还可以与地理信息系统对接，作为基本数据底图使用。

如今，我国的古建筑测绘发展迎来了智能新时代

新兴测绘仪器设备和智能测绘技术的出现，新的智能测绘方式的创新，使得古建筑数据获取、剖析和表述层面、管理方法等方面都有所提升。遥感图像解译技术作为一种快速、高效的数据获取方式，在古建筑测绘中，通过卫星遥感和测绘无人机获取古建筑遗址的影像材料，利用电子计算机图像处理解译技术对影像数据进行相关处理。

同时，利用古建筑遗迹范围内的路面状况和光谱仪显像的规律性等的内在联系，对影像的色彩、纹理、图案设计等开展科学研究，制作大范围、大情景的影像地形图，有利于判断古建筑遗迹或工程建筑的位置、分布等特点。三维激光影像扫描技术，是一种新型的获取空间数据信息的工具，激光发射器发射的高速激光，以非接触的方式，通过计算接收器收到所测物体表面反射信号的时间差，获取物体的图形数据和影像资料，再由处理软件对其采集的“点云”信息进行坐标的转换，可根据不同数据库的需要输入不同的格式。

“点云”是高速激光扫描测量中釆集到的被测对象的点的集合，这个点的集合，就是被测物体的图像数据，数据有良好的通用性，通过标准接口可以被各种相关处理软件系统使用，从而快速生成所需要的三维模型，适用于对于大型、不规则、构件繁琐的中国古建筑测绘。

三维激光扫描仪的应用，在中国古建筑测绘技术的发展中具有显著的意义。三维模型以立体的方式、真实的场景展现古建筑，三维动态模型更是让古建筑测绘表达的形式焕然一新。

我国古建筑测绘前景良好，大有作为

我国拥有丰富的古建筑遗产资源。展望未来，我国古建筑测绘将进一步结合遥感、卫星定位测量、无人机测绘、三维激光扫描、虚拟仿真、智能在线监测等技术手段，进行数据采集、建筑图纸绘制、实景三维模型重建、建筑构件智能提取、建筑数据库管理，为诸多古建筑量身打造3D“身份证”，进而实现古建筑的有效保护，深入发掘古建筑的历史、科学、艺术价值，大力促进我国古建筑文化遗产的永续利用。

测绘的泛在应用与时空信息服务属性

这个标题很拗口，有点写大论文的意思，但其实不然，是想表明测绘技术广泛应用的趋势以及在时空信息服务解决方案中的基础性和先行性作用。

测绘的传统成果是地形图，最常见的作业场景是工程施工及调绘勘察现场，获取数据，处理数据，输出成果，技术专业，讲求精度。今天我们提新型基础测绘，成果是地理实体，目标是构建实景三维中国，作用是面向时空信息提供泛在服务。这是一次很大的改变，甚至可以说是测绘服务面的革命性变化，从传统的专业数据生产转向了信息应用服务，带来的是整个行业逻辑的重新构建，由技术导向走向需求应用导向。

“泛在”的意思是广泛存在，表现为无所不在、无所不包、无时不有、无所不能。对于“泛在测绘”，刘经南院士是这样论述的：泛在概念与测绘行业的结合是在互联网、物联网、云计算和大数据等技术逐渐成熟的基础上，实现对世界（包括人自身）的实时全感官，甚至超感官的度量（包括量化、建模、分析和预测）。泛在测绘是用户在任何地点和任何时间，为认知该处、该时的环境与人的关系，而使用和构建地图的活动和能力。

据专家研究结论，与传统测绘相比，泛在测绘更加注重了解人与环境的实时状态和动态趋势，用户为解决某一问题所感兴趣的任何目标、事物事件或相关人的位置，无论是室内还是室外，自然的还是社会的，都可成为泛在测绘的对象。专业测绘数据，或者是非专业的众包测绘数据都将成为泛在测绘和时空位置大数据的重要来源。

因此，泛在测绘更趋近于移动互联时代的快速或近乎实时的时空定位和大众服务行业，是传统测绘转型的最新发展和未来趋势。对环境的感知，以及对人与环境关系的感知、认知和相应服务将是泛在测绘的重点发展方向之一。

其实，无论传统测绘还是泛在测绘，都在面向需求、面向应用不断进行技术融合创新和应用模式创新。

但测绘泛在应用拓展的边界在哪？地理信息技术融合的边界在哪？说简单点，就是如何做才是靠谱的技术融合和应用拓展。从行业发展现状来说，“大胆假设，小心求证”的逻辑不一定好使，“出师未捷身先死”的案例并不少见，测绘工程商转向应用软件提供商，测绘装备商转向系统集成商，平台软件商转向系统应用商，应用软件商转向数据工程商，从结果来看，实现华丽转身的寥寥无几。问题一定不是在技术上，更不在应用拓展上，可能还是眼界和实力的问题，摸不到边界，也就把握不住时机。

比如，测绘技术应用于历史建筑测绘建档和修缮保护，这里就融合了测绘地理信息技术、BIM技术、建筑设计等，有跨界，也有创新，诸如文化遗产保护、数字博物馆、智慧文管等，值得深度挖掘技术应用价值，本期我们就此做了主题专访和探讨。

所以，还是要看应用需求，你能响应到的需求或者是你能创造的需求，必须是能稳稳把握住的，一定需要众多技术的支撑，也一定需要高水平人才的聚集。现在行业里在讲新型测绘，讲智能化测绘，数据获取和处理的技术手段更加高效，数据成果呈现三维化、单体化、语义化、动态化，传统的4D数据演变为地理实体，各级测绘管理部门信息中心数据库里的DLG数据面临大升级，摄影测量与遥感技术、高速通信与传输技术、云处理技术、时空位置服务技术等融合应用需求更加广泛。

如此，更智能、更融合、更泛在。

END

文 / 本刊评论员、本刊编辑部

编辑：张永超

初审：齐 阳

审核：彭震中

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原标题：《智测古建筑大有可为》

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